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2020 年度 実績報告書

ニュートリノと宇宙の物質-反物質非対称性

研究課題

研究課題/領域番号 20J22214
研究機関東京大学

研究代表者

TSENG ShihYen  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワードU(1)ゲージ対称性 / ニュートリノ / CP対称性の破れ
研究実績の概要

U(1)$_{L_\mu-L_\tau}$ゲージ対称性により、レプトンセクターに強い制限が課されるため、レプトンセクターに対し、特にニュートリノの物理量に非常に高い予言能力を持ち、ユニークな理論結果が得られる。私は、共著者と共に、この模型において、U(1)$_{L_\mu-L_\tau}$ゲージ対称性を自発的に破るスカラー場がインフラトンとなるラージフィールドインフレーションのシナリオを考察し、インフラトンが右巻きニュートリノへ非熱的崩壊する過程に伴い生成されるバリオン数を計算した。その結果、ニュートリノ振動実験の観測値を説明するパラメータ領域において、バリオン数非対称性の観測値をも同時に説明することができ、さらに高エネルギーのCP対称性の破れと低エネルギーのCP対称性の破れには興味深い関連性があることがわかった。

標準模型に右巻きニュートリノを加えた模型はU(1)$_{B-L}$対称性を導入することかでき、ニュートリノ質量やレプトン数生成を説明する模型として様々な研究で調へられている。多くの研究では、一番シンプルなシナリオを用い三つの右巻きニュートリノのU(1)$_{B-L}$電荷は(-1,-1,-1)が仮定されるが、代替の可能性としてB-L電荷を(-4,-4,5)にすることもできる。この代替模型において、ニュートリノ質量を説明するために複雑なヒッグスセクターを導入必要が;あると考えられているが;、私は共著者と共に、最小限のヒッグスセクターでニュートリノ質量を説明する模型の構築に成功し、さらにこのミニマル模型において一つの軽い右巻きニュートリノが存在し、二つの重い右巻きニュートリノの質量が縮退するなど、特徴的な予言を明らかにした。研究の続きとして、この模型を暗黒物質や共鳴レプトジェネシスへ応用することができると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2020年度、私はU(1)ゲージ拡張模型に関する論文を二本執筆し、発表しました。さらに台湾のNational Taiwan Normal Universityを訪問、滞在し、Chuna-Ren Chen教授らと共同研究をしています。さらに複数の現在進行中のプロジェクトを持っており、2021年度にも多くの業績をあげられると期待しています。

今後の研究の推進方策

台湾のNational Taiwan Normal UniversityのChuna-Ren Chen教授らとの共同研究を継続し、新粒子探索や双極子モーメントに関する新しいプロジェクトを開始します。昨年度に遂行した研究の成果を研究会やセミナーで発表し、他の研究室の先生と学生への研究成果の共有や学術交流を予想しています。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Alternative minimal U(1) B-L2021

    • 著者名/発表者名
      Asai Kento、Nakayama Kazunori、Tseng Shih-Yen
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 814 ページ: 136106~136106

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Leptogenesis in the minimal gauged U(1) Lμ-Lτ model and the sign of the cos- mological baryon asymmetry2020

    • 著者名/発表者名
      Asai Kento、Hamaguchi Koichi、Nagata Natsumi、Tseng Shih-Yen
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2020 ページ: 013~013

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2020/11/013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Alternative minimal U(1) B-L2020

    • 著者名/発表者名
      Shih-Yen Tseng
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
  • [学会発表] Alternative minimal U(1) B-L2020

    • 著者名/発表者名
      Shih-Yen Tseng
    • 学会等名
      高エネルギー加速器研究機構 セミナー
  • [学会発表] Minimal gauged U(1) Lμ-Lτ model, leptogenesis and the sign of cosmological baryon asymmetry2020

    • 著者名/発表者名
      Shih-Yen Tseng
    • 学会等名
      Seminar at National Taiwan Normal University, Taiwan (ROC)

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公開日: 2023-12-25  

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